CN110520318B - 车辆用空调的控制方法和车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在从燃料切断时抑制了压缩机容量的状态恢复为通常的压缩机容量时能够实现稳定的减速度的车辆用空调的控制方法以及车辆用空调装置。在本发明中，在使发动机输出满足车辆的驱动转矩和空调用压缩机的驱动转矩的合计值的转矩的车辆用空调的控制中，在将发动机的燃料切断时，将空调用压缩机的排放容量设为最小容量，在根据车室内的状态判断为需要将排放容量从最小容量起进行变更时，将排放容量从最小容量变更为在通常运转时所容许的上限容量，在从该变更起经过规定时间后，将排放容量从上限容量变更为与车厢内的状态相应的排放容量。

Description

车辆用空调的控制方法和车辆用空调装置

技术领域

本发明涉及一种具备容量可变型的空调用压缩机的车辆用空调的控制方法和车辆用空调装置。

背景技术

在专利文献1中，在离开加速踏板的状态下进行惯性行驶时，发动机正进行燃料喷射停止控制(以下记载为燃料切断)时，通过抑制空调用压缩机的压缩机容量并且降低发动机负荷，来抑制对于驾驶员而言的减速度的不适感，并且实施燃料切断直到变为更低的车速区域为止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-237752号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的技术中，在使已抑制的压缩机容量恢复到通常的压缩机容量时，在压缩机容量变更时产生的负荷转矩的转矩分布存在偏差。于是，难以实现与压缩机容量相应的发动机转矩控制，有可能给乘员带来减速度不适感。

本发明的目的在于，提供一种能够在从燃料切断时抑制了压缩机容量的状态恢复到通常的压缩机容量时实现稳定的减速度的车辆用空调的控制方法和车辆用空调装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，在本发明中，作为使发动机输出满足车辆的驱动转矩和空调用压缩机的驱动转矩的合计值的转矩的车辆用空调的控制方法，在将发动机的燃料切断时，将空调用压缩机的排放容量设定为最小容量，在判断为需要与车厢内的状态相应地将排放容量从最小容量起进行变更时，将排放容量从最小容量变更为在通常运转时所容许的上限容量，在从该变更起经过规定时间后，将排放容量从上限容量变更为与车厢内的状态相应的排放容量。

发明的效果

即，在将空调用压缩机的排放容量从最小容量恢复到与车厢内的状态相应的排放容量时，从最小容量变更为上限容量后，向与车厢内的状态相应的排放容量转变，因此能够使压缩机容量变更时的负荷转矩的转矩分布稳定，能够实现稳定的减速度。

附图说明

图1是应用了实施例1的车辆用空调装置的车辆的系统图。

图2是表示在实施例1的ECU内实施的燃料切断控制处理的流程图。

图3是表示在实施例1的ECU内实施的发动机转矩控制处理的流程图。

图4是表示在实施例1的ACU内实施的压缩机容量控制处理的流程图。

图5是表示实施例1的压缩机容量控制处理的时序图。

附图标记说明

1：发动机；3：自动变速器；3a：锁止离合器；3b：皮带式无级变速机构；4：压缩机；4a：斜盘控制阀；5：冷凝器；6：储液干燥器；7：膨胀阀；8：蒸发器；10：压力传感器；12：鼓风机；13：温度传感器；20：空调控制器单元(ACU)；22：发动机控制器单元(ECU)；27：变速器控制器单元(CVTCU)。

具体实施方式

〔实施例1〕

图1是应用了实施例1的车辆用空调装置的车辆的系统图。从作为内燃机的发动机1输出的旋转被输入到自动变速器3。被输入到自动变速器3的旋转经由变矩器和锁止离合器3a被输入到皮带式无级变速机构3b。锁止离合器3a基于从未图示的控制阀供给的控制液压来控制传递转矩容量。利用皮带式无级变速机构3b进行了变速后的旋转经由最终传动齿轮传递到驱动轮。发动机1具有调整吸入空气量的节流阀1a和控制燃料喷射量的喷射器1b。

车辆用空调装置具有容量可变型的压缩机4、冷凝器5、膨胀阀7以及蒸发器8，构成使制冷剂进行循环的蒸气压缩式制冷剂循环。压缩机4为斜盘活塞式，通过使相对于旋转轴倾斜地安装的斜盘(未图示)旋转来驱动活塞，从而压缩制冷剂。压缩机4具有斜盘控制阀4a，通过变更斜盘的斜率来变更活塞的冲程量。由此，控制压缩机4的制冷剂排放容量。压缩机4借助皮带轮以及皮带9被发动机1驱动。压缩机4具有离合器4b，通过离合器4b的开启/关闭来进行压缩机4的运转和停止。作为实施例1的压缩机4，例示了斜盘活塞式，但只要是能够控制制冷剂排放容量的容量可变型的压缩机，可以是其它的形式。

冷凝器5安装在车辆前部。冷凝器5是利用行驶风压对被压缩机4压缩后的高温、高压的制冷剂进行冷却的车厢外换热器。储液干燥器6也被称为储液罐，进行制冷剂的气液分离和水分的去除。在储液干燥器6设置有检测蒸气压缩式制冷剂循环的高压侧制冷剂压力的压力传感器10。

膨胀阀(Expansion valve)7是使高压且呈液状的制冷剂在固定压力下气化为雾状的制冷剂的膨胀阀。蒸发器8是设置在车厢内的空调管道的鼓风机12的下游的、用于对从鼓风机12送来的空气进行冷却的车厢内换热器。在蒸发器8的下游设置有用于检测通过了蒸发器8的空调风的温度的温度传感器13。

发动机控制单元22(以下记载为ECU)基于与加速踏板开度相应的请求转矩Td以及与压缩机4的工作状态相应的负荷转矩Tc，来计算目标发动机转矩Te*。发动机转速传感器23检测发动机转速Ne，并输出到ECU。车速传感器24检测车速VSP，并输出到ECU。加速踏板开度传感器APO检测驾驶员的加速踏板开度，并输出到ECU。ECU控制发动机1的节流阀1a、喷射器1b，来控制发动机1的运转状态(发动机转速Ne、发动机转矩Te)。ECU在规定的条件成立时，实施停止燃料喷射的燃料切断(在后文中详细叙述)。

变速器控制单元27(以下记载为CVTCU)接收从未图示的换挡器发送的档位信号，来控制锁止离合器3a的断开/接合状态、皮带式无级变速机构3b的变速比。空调控制单元20、ECU以及CVTCU通过能够相互发送/接收信息的CAN通信线来连接。

空调控制单元20(以下记载为ACU)是进行车厢内的空调控制的控制装置。ACU接收由压力传感器10检测出的压力信号和由温度传感器13检测出的温度信号，并且在与后述的发动机控制单元22、变速器控制单元27之间相互发送/接收各种信号(压缩机4的排放容量指令值、压力信号等)。另外，在ACU内，控制压缩机4的斜盘控制阀4a、离合器4b，使得成为由乘员等设定的设定车厢内温度Tset。

(燃料切断控制处理)

图2是表示在实施例1的ECU内实施的燃料切断控制处理的流程图。

在步骤S1中，判断锁止离合器3a是否锁止(也记载为接合)，在处于未锁止状态时进入步骤S2，在除此之外的情况下进入步骤S8，将燃料切断(以下也记载为FC)停止(燃料喷射)。

在步骤S2中，判断加速踏板开度APO是否为0，在加速踏板开度APO为0时进入步骤S3，在除此之外的情况下进入步骤S8。此外，也可以根据APO是否为能够判断为驾驶员实质上离开加速踏板的规定值以下，来判断是否APO＝0。

在步骤S3中，判断车速VSP是否为允许FC的第一车速VSP1以上，在车速VSP为VSP1以上时进入步骤S4，在除此之外的情况下进入步骤S8。

在步骤S4中，实施(也记载为启动)FC。

在步骤S5中，判断车速VSP是否达到第一车速VSP1，在达到第一车速VSP1时进入步骤S6，在除此之外的情况下返回步骤S4，继续实施FC。

在步骤S6中，判断从ACU接收到的压缩机4的排放容量Ccmp是否为最小容量min，在排放容量Ccmp为最小容量min的情况下进入步骤S7，在除此之外的情况下进入步骤S8。

在步骤S7中，将第一车速VSP1变更为第三车速VSP3，该第三车速VSP3是比第一车速VSP1低的车速。

在步骤S8中，停止FC，进行燃料喷射。

(关于燃料切断控制时的压缩机排放容量控制)

ECU为了使燃料效率提高而在车辆减速时进行燃料切断。在实施例1的车辆中，在压缩机4为非工作时，能够执行燃料切断直到变为例如25km/h左右的低车速为止。此时，使锁止离合器3a接合，抑制发动机转速Ne的降低，由此防止发动机熄火。在进行着燃料切断的状态下，发动机1的摩擦力、用于使交流发电机(未图示)旋转的动力经由锁止离合器3a作用于使车辆减速的方向。因此，与没有进行燃料切断的状态相比，车辆的减速度变大。在该状态下，当空调的压缩机4工作时，由于用于驱动压缩机4的动力而使车辆的减速度变得更大。

一般来说，在车辆的行驶过程中当将加速踏板和制动踏板一并放开时，由于发动机制动而车辆缓缓地减速(以下也记载为惯性行驶状态)。该发动机制动除了包括发动机1的摩擦力以外，还包括使交流发电机、压缩机4旋转的动力。因此，尽管没有踩踏制动踏板，当在惯性行驶状态下的车辆的减速度过大时，对于乘员造成不适感。因而，期望在惯性行驶状态下，设为避免对于乘员造成不适感的程度的减速度(以下记载为减速度上限)。已知期望的是，车速越低则该情况下的减速度上限越小。

但是，在搭载了有级式自动变速器、皮带式无级变速器这样的自动变速器的车辆中，当在惯性行驶状态下进行燃料切断时，减速度不会根据车速而变化，或者存在车速越低则减速度越大的倾向。此外，在搭载了自动变速器的车辆中，例如在45km/h以上且处于惯性行驶状态的情况下，即使进行燃料切断，车辆所产生的减速度也不会超过减速度上限，另外，能够将该减速度抑制到通过节流阀开度的控制来控制发动机1的泵负荷的程度。然而，当车速降低至VSP1(例如35km/h前后)为止、从而产生与高车速时同样的减速度或者其以上的减速度时，会超过减速度上限，给乘员带来不适感。因此，以使实际的车辆的减速度和减速度上限一致的车速、即VSP1(以下记载为恢复车速)进行再次开始燃料喷射的燃料切断恢复。换言之，在压缩机4工作时，在VSP1以下的车速下无法进行燃料切断，无法提高燃料效率。因此，进行控制，使得抑制压缩机4的排放容量并且车辆的减速度不超过减速度上限。在实施例1中，将压缩机4的排放容量设定为最小容量min。而且，在压缩机4的排放容量为最小容量min时，在燃料切断控制中，从VSP1变更为VSP3，实施燃料切断直到变为更低的车速为止。

(从最小容量恢复到控制排放容量时的课题)

在此，对在将压缩机4的排放容量(以下也记载为Ccmp)设定为最小容量min后使其恢复为通常行驶时的控制状态(与车厢内的状态相应的排放容量(以下记载为控制排放容量Cmp(con)))的情形进行说明。在ACU中，在通常行驶时，为了使由温度传感器13检测出的温度达到所设定的设定车厢内温度Tset，而计算压缩机4的目标控制排放容量，基于所检测出的压力信号来向斜盘控制阀4a输出控制排放容量con。

当假设从最小容量min变更为控制排放容量con的情况时，压缩机4的负荷转矩Tc从与最小容量min相应的负荷转矩Tc(min)向与Ccmp(con)相应的负荷转矩Tc(con)变更。此时，即使对压缩机4的斜盘控制阀4a进行了控制，从Tc(min)向Tc(con)转变时的负荷转矩Tc的时间变化轨迹(以下为转矩分布)的稳定性也不足。在此，在发动机转矩控制中，考虑压缩机4的负荷转矩Tc来进行发动机转矩控制，因此当转矩分布产生偏差时，从发动机转矩Te减去负荷转矩Tc所得到的值产生偏差，无法使传递到驱动轮的转矩稳定，有可能减速度变动从而给驾驶员带来不适感。

因此，在实施例1中，在从最小容量min恢复为通常的Ccmp(con)的情况下，暂时将Ccmp设定为上限容量max，之后转变为Ccmp(con)。这是因为：在从最小容量min向上限容量max转变时的转矩分布的偏差非常少，压缩机4的控制稳定性良好。另外，即使是发动机转矩控制，也在Ccmp被设定为min或者max时，基于min或者max来计算负荷转矩Tc，在Ccmp被设定为Ccmp(con)时，与通常控制时同样地，基于压力信号Pd来计算负荷转矩Tc。

(发动机转矩控制处理)

图3是表示在实施例1的ECU内实施的发动机转矩控制处理的流程图。

在步骤S31中，基于加速踏板开度APO，计算驾驶员的请求转矩Td。

在步骤S32中，从ACU读入排放容量指令值，判断压缩机4的排放容量Ccmp是否为在通常运转时所容许的上限容量max、或者最小容量min，在排放容量Ccmp为max或者min的情况下进入步骤S33，在除此之外的情况下进入步骤S34。

在步骤S33中，基于排放容量指令值(max或者min)来计算在压缩机4产生的负荷转矩Tc。

在步骤S34中，从ACU读入由压力传感器10检测出的压力信号Pd，基于压力信号Pd来计算在压缩机4产生的负荷转矩Tc。

在步骤S35中，根据请求转矩Td和负荷转矩Tc的合计值来计算目标发动机转矩Te*，对节流阀开度、燃料喷射量进行控制，使得发动机转矩Te成为目标发动机转矩Te*。

(压缩机容量控制处理)

图4是表示利用实施例1的ACU实施的压缩机容量控制处理的流程图。

在步骤S11中，判断FC是否为启动(燃料切断中)，在FC为启动时进入步骤S12，在除此之外的情况下进入步骤S23。

在步骤S12中，判断由温度传感器13检测出的蒸发器温度Teva是否为5℃以下，在蒸发器温度Teva为5℃以下的情况下进入步骤S14，在除此之外的情况下进入步骤S13。

在步骤S13中，将压缩机4的排放容量Ccmp设定为上限容量max，持续到Teva成为5℃以下为止。

在步骤S14中，判断车速VSP是否为车速VSP2(例如45km/h)以下，在车速VSP为VSP2以下时进入步骤S16，在除此之外的情况下进入步骤S15，其中，车速VSP2是能够得到不超过给乘员带来不适感的减速度上限的程度的减速度的车速。

在步骤S15中，将Ccmp设定为能够使Teva维持在3℃的排放容量Ccmp(3℃)，持续到VSP达到VSP2为止。由此，不会给乘员带来不适感，即使之后设定为最小容量min，也能够延长能够确保制冷能力的时间。

在步骤S16中，将Ccmp设定为最小容量min。

在步骤S17中，判断是否Teva变为与设定车厢内温度相应的温度Teva(set)以上而存在基于制冷性能的请求的最小容量min的解除请求，在存在解除请求时进入步骤S18，在除此之外的情况下继续将Ccmp设定为最小容量min。

在步骤S18中，判断FC是否启动，在FC启动时进入步骤S19，在除此之外的情况下进入步骤S20。

在步骤S19中，将Ccmp设定为上限容量max，并且向ECU输出节流阀控制请求。即，由于处于实施FC过程中而无法控制燃料喷射量，因此对节流阀开度进行打开控制使发动机1的泵负荷减少，由此确保在Ccmp成为上限容量max时要增加的转矩部分。

在步骤S20中，将Ccmp设定为上限容量max，并且向ECU输出节流阀控制和燃料喷射控制请求。即，由于处于没有实施FC而再次开始燃料喷射的状态，因此通过节流阀开度控制和燃料喷射控制来使发动机转矩增加，由此确保Ccmp成为上限容量max时要增加的转矩部分。

在步骤S21中，判断从将Ccmp设定为上限容量max起是否经过了规定时间，在经过了规定时间时进入步骤S22，在除此之外的情况下返回步骤S18，继续将Ccmp设定为上限容量max。在此，规定时间是指在将Ccmp从最小容量min变更为上限容量max时压缩机4的实际负荷转矩能够达到与上限容量max相应的负荷转矩Tc(max)的时间。

在步骤S22中，判断蒸发器温度Teva是否已达到与设定车厢内温度Tset相应的温度Teva(set)，在蒸发器温度Teva已达到温度Teva(set)时判断为挽回了将Ccmp设为最小容量min的期间的空调性能损失，进入步骤S23，在蒸发器温度Teva没有达到温度Teva(set)时返回步骤S18，继续将Ccmp设定为上限容量max。

在步骤S23中，读入由乘员设定的设定车厢内温度Tset。

在步骤S24中，设定与设定车厢内温度Tset相应的目标蒸发器温度Teva*。

在步骤S25中，基于目标蒸发器温度Teva*和所检测出的蒸发器温度Teva，将Ccmp设定为与Teva*相应的排放容量Ccmp(Teva*)。此外，步骤S23至步骤S25为通常的压缩机容量控制处理。

图5是表示实施例1的压缩机容量控制处理的时序图。此外，该时序图是从锁止离合器3a锁止且驾驶员踩踏加速踏板从而进行驱动行驶的状态开始的。

在时刻t1，APO为0，当判断为车速VSP是比VSP1高的车速且处于惯性行驶状态时，开始FC。同时，Teva为5℃以上，因此将Ccmp设定为上限容量max，使蒸发器温度不停地下降。

在时刻t2，当Teva低于5℃时，将Ccmp设定为Ccmp(3℃)，使蒸发器温度维持在3℃，来确保冷却能力。

在时刻t3，当车速VSP达到VSP2时，将Ccmp设定为最小容量min，来减轻负荷转矩Tc。由此，为了能够避免超过减速度上限，而将FC的恢复车速VSP1变更为更低车速侧的VSP3。由此，时序图的时刻t4至时刻t5示出的区间成为能够通过设定为最小容量min来延长FC的区间。此外，由于在时刻t1至时刻t3的区间使蒸发器温度Teva充分降低，因此即使设定为最小容量min也能够确保冷却能力。

在时刻t5，当车速VSP达到VSP3时，结束FC，再次开始燃料喷射。

在时刻t6，当蒸发器温度Teva变为与设定车厢内温度Tset相应的温度Teva(set)以上时，需要确保制冷能力，因此进行最小容量min的解除。而且，将Ccmp设定为上限容量max，并且开始计时器的计数。此时，关于负荷转矩Tc的转矩分布，是以从最小容量min的负荷转矩到上限容量max的负荷转矩为止都稳定的转矩分布上升的。因此，通过沿着该转矩分布计算负荷转矩Tc，能够计算与实际负荷转矩的偏离小的负荷转矩值。另外，在将发动机1向着目标发动机转矩Te*控制之际，通过对节流阀开度、燃料喷射量进行控制(图5中的TVO、燃料(Fuel)控制)，能够适当地吸收负荷转矩Tc的增加部分，能够避免减速度的不稳定化。此外，图5的Tmax是除湿请求值(例如13℃)，是基于当蒸发器温度Teva变为其以上时担心气味等这一点而设定的值，表示在任何情况下都要避免Teva变为Tmax以上。

在时刻t7，当计时器的计数值经过规定时间后、且Teva达到与设定车厢内温度相应的温度Teva(set)时，将Ccmp切换为Ccmp(con)，并且结束与上限容量max相应的节流阀开度控制、燃料喷射量控制，转变为通常控制。像这样，通过将Ccmp设为上限容量max，能够实现转矩分布的稳定化，并且尽早恢复制冷性能，能够迅速达成用于实施下一次的FC的延长的准备。

如上面说明的那样，实施例1起到下述的作用效果。

(1)车辆用空调具有被发动机1驱动并能够变更排放容量Ccmp的压缩机4(空调用压缩机)，在车辆用空调进行根据车厢内的状态来调整Ccmp的控制之际，使发动机1输出满足请求转矩Td(车辆的驱动转矩)和负荷转矩Tc(空调用压缩机的驱动转矩)的合计值的目标发动机转矩Te*，在将发动机1的燃料切断时，将Ccmp设定为最小容量min，在步骤S17中，根据车厢内的状态来判断是否需要将Ccmp从最小容量min起进行变更，在判断为需要从最小容量min起进行变更时，将Ccmp从最小容量min变更为在通常运转时所容许的上限容量max，在从该变更起经过规定时间后，将Ccmp从上限容量max变更为与车厢内的状态相应的排放容量Ccmp(con)。

因此，能够使负荷转矩Tc的转矩分布稳定，能够降低对于乘员而言的减速度不适感。

(2)规定时间是使负荷转矩Tc(空调用压缩机的驱动转矩)的转矩变动稳定的时间。

通过经过规定时间，能够使由压缩机4的机械性响应延迟引起的转矩变动稳定。

(3)在步骤S21、步骤S22中，在经过规定时间后且判断为挽回了将Ccmp设为最小容量min的期间的空调性能损失时，将Ccmp从上限容量max变更为Ccmp(con)。

因此，能够尽早恢复制冷性能，能够迅速达成用于实施下一次的FC的延长的准备。

〔其它实施例〕

以上，基于实施例说明了本发明，但具体的结构也可以是其它结构。在实施例1中，示出采用了皮带式无级变速机构3b作为变速器的例子，但也可以是其它形式的变速器。另外，在实施例1中，在实施FC的过程中存在min解除请求的情况下请求了节流阀控制，但也可以是如果在没有超过减速度上限的范围则不特别地发出请求。

Claims (4)

1.一种车辆用空调的控制方法，所述车辆用空调具有被发动机驱动并能够变更排放容量的空调用压缩机，根据车厢内的状态来调整所述排放容量，所述车辆用空调的控制方法的特征在于，

使所述发动机输出满足车辆的驱动转矩和所述空调用压缩机的驱动转矩的合计值的转矩，

在将所述发动机的燃料切断时，将所述排放容量设定为最小容量，

判断是否需要与车厢内的状态相应地将所述排放容量从最小容量起进行变更，

在判断为需要从最小容量起进行变更时，将所述排放容量从最小容量变更为在通常运转时所容许的上限容量，

在从该变更起经过规定时间后，将所述排放容量从所述上限容量变更为与车厢内的状态相应的排放容量。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调的控制方法，其特征在于，

所述规定时间是所述空调用压缩机的驱动转矩的转矩变动稳定的时间。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用空调的控制方法，其特征在于，

在经过所述规定时间后、且判断为挽回了将所述排放容量设为最小容量的期间的空调性能损失时，将所述排放容量从所述上限容量变更为与车厢内的状态相应的排放容量。

4.一种车辆用空调装置，具备被发动机驱动并能够变更排放容量的空调用压缩机，请求所述发动机输出满足车辆的驱动转矩和所述空调用压缩机的驱动转矩的合计值的转矩，所述车辆用空调装置的特征在于，

设置有根据车厢内的状态来调整所述排放容量的容量控制部，

在将所述发动机的燃料切断时，所述容量控制部将所述排放容量设定为最小容量，

根据车厢内的状态来判断是否需要将所述排放容量从最小容量起进行变更，

如果判断为需要从最小容量起进行变更，则将所述排放容量从最小容量变更为在通常运转时所容许的上限容量，

在经过规定时间后，将所述排放容量从所述上限容量变更为与车厢内的状态相应的排放容量。

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